鼓式制动器计算集锦.doc

由此可见，采用这种主缸的双回路液压制动系，当制动系统中任一回路失效时，串联双腔制动主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，导致汽车制动距离增长，制动力减小。大大提高了工作的可靠性。制动系统设计计算制动系统主要参数数值相关主要技术参数整车质量： 空载：1550kg满载：2000kg质心位置： a=1.35m b=1.25m质心高度： 空载：hg=0.95m满载：hg=0.85m轴 距： L=2.6m轮 距: L=1.8m最高车速： 160km/h车轮工作半径：370mm轮 胎： 195/60R14 85H同步附着系数：=0.6同步附着系数的分析(1)当时：制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，但丧失了转向能力；(2)当时：制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定性；(3)当时：制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也丧失了转向能力。分析表明，汽车在同步附着系数为的路面上制动(前、后车轮同时抱死)时，其制动减速度为，即，为制动强度。而在其他附着系数的路面上制动时，达到前轮或后轮即将抱死的制动强度这表明只有在的路面上，地面的附着条件才可以得到充分利用。根据相关资料查出轿车0.6，故取=0.6制动器有关计算确定前后轴制动力矩分配系数根据公式： （3-1）得： 制动器制动力矩的确定 由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩： （3-2）式中：该车所能遇到的最大附着系数；q制动强度；车轮有效半径；后轴最大制动力矩；G汽车满载质量；L汽车轴距；其中q=0.66 （3-3）故后轴=1.57Nmm后轮的制动力矩为=0.785Nmm前轴= T=0.67/(1-0.67)1.57=3.2Nmm前轮的制动力矩为3.2/2=1.6Nmm后轮制动器的结构参数与摩擦系数的选取1、制动鼓直径D轮胎规格为195/60R14 85H 轮辋为14in 轮辋直径/in1213141516制动鼓内径/mm轿车180200240260-货车220240260300320查表得制动鼓内径D=240mmD=14根据轿车D/在0.640.74之间选取取D/=0.7D=249mm，2、制动蹄摩擦衬片的包角和宽度b制动蹄摩擦衬片的包角在=范围内选取。取=根据单个制动器总的衬片米厂面积取200300取A=300b/D=0.18b=0.18mm3、摩擦衬片初始角的选取根据=-（/2）=张开力P作用线至制动器中心的距离a根据a=0.8R得：a=0.8124.5=99.6mm制动蹄支撑销中心的坐标位置k与c根据c=0.8R得：c=0.8124.5=99.6mm5、摩擦片摩擦系数选择摩擦片时，不仅希望其摩擦系数要高些，而且还要求其热稳定行好，受温度和压力的影响小。不宜单纯地追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性的要求。在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩，取f=0.3可使计算结果接近实际值。另外，在选择摩擦材料时，应尽量采用减少污染和对人体无害的材料。所以选择摩擦系数f=0.3前轮盘式制动器主要参数确定制动盘直径D制动盘的直径D希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，但制动盘受轮辋直径的限制。通常为轮辋直径的70%79%。制动盘厚度选择制动盘厚度直接影响制动盘质量和工作时的温升。为使质量不致太大，制动盘厚度应取小些；为了降低制动时的温升，制动盘厚度不宜过小。通常，实心制动盘厚度可取为10 mm20 mm；只有通风孔道的制动盘的两丁作面之间的尺寸，即制动盘的厚度取为20 mm50 mm，但多采用20 mm30 mm。3、摩擦衬块内半径R1与外半径R2摩擦衬块的外半径R2与内半径R1的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，则其磨损就会不均匀，接触面积将减小，最终会导致制动力矩变化大。4、摩擦衬块工作面积A推荐根据制动摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在1.6kg/3.5 kg/内选取。下面的表格给出了一些国产汽车前轮盘式制动器的主要参数。车牌车型制动盘外径/mm工作半径/mm制动盘厚度/mm摩擦衬块厚度/mm摩擦面积/cm云雀GHK70602128610965.4奥拓SC7080215911015.560桑塔纳2000256106201476奥迪100256104221496根据以上表格查出Santana2000轿车盘式制动器的参数为制动盘外径工作半径制动盘厚度摩擦衬块厚度摩擦面积256mm106mm20mm14mm76cm制动器制动因数计算前轮盘式制动效能因数根据公式BF=2ff取0.5得BF=20.5=1后轮鼓式制动器效能因数领蹄制动蹄因数：根据公式 （3-5）h/b=2;c/b=0.8得=0.792、从蹄制动蹄因数：根据公式 （3-6）得=0.48制动器主要零部件的结构设计1、制动盘制动盘一般用珠光体灰铸铁制成，或用添加cr，Ni等的合金铸铁制成。制动盘在工作时不仅承受着制动块作用的法向力和切向力，而且承受着热负荷。为了改善冷却效果，钳盘式制动器的制动盘有的铸成中间有径向通风槽的双层盘这样可大大地增加散热面积，降低温升约20一30，但盘的整体厚度较厚。而一般不带通风槽的轿车制动盘，其厚度约在l0mm13mm之间。本次设计采用的材料为HT250。制动钳制动钳由可锻铸铁KTH370一12或球墨铸铁QT400一18制造，也有用轻合金制造的，例如用铝合金压铸。3、制动块制动块由背板和摩擦衬块构成，两者直接牢固地压嵌或铆接或粘接在一起。4、摩擦材料制动摩擦材料应只有角而稳定的摩擦系数，抗热衰退性能要好，不应在温升到某一数值后摩擦系数突然急剧下降，材料应有好的耐磨性，低的吸水(油、制动液)率，低的压缩率、低的热传导率(要求摩擦衬块么300的加热板上：作用30min后，背板的温度不越过190)和低的热膨胀率，高的抗压、抗打、抗剪切、抗弯购性能和耐冲击性能；制动时应不产生噪声、不产生不良气味，应尽量采用污染小印对人体人害的库擦材料。当前，在制动器巾广泛采用着模压材料，它是以石棉纤维为主并均树脂粘站剂、调整摩擦性能的填充刑(出无机粉粒及橡胶、聚合树脂等配成)勺噪声消除别(主要成分为石墨)等混合后，在高温厂模压成型的。模压材料的挠性较差故应佐按衬片或衬块规格模压。其优点是可以选用各种不同的聚合树脂配料，使衬片或衬块具有不同的摩擦性能及其他性能。本次设计采用的是模压材料。5、制动鼓制动鼓应具有非常好的刚性和大的热容量，制动时温升不应超过极限值。制动鼓材料应与摩擦衬片相匹配，以保证具有高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀。制动鼓相对于轮毂的对中是圆柱表面的配合来定位，并在两者装配紧固后精加工制动鼓内工作表面，以保证两者的轴线重合。两者装配后还需进行动平衡。其许用不平衡度对轿车为15Ncm20 Ncm；对货车为30 Ncm40 Ncm。微型轿车要求其制动鼓工作表面的圆度和同轴度公差0.03mm，径向跳动量0O 5mm，静不平衡度15N.cm。制动鼓壁厚的选取主要是从其刚度和强度方面考虑。壁厚取大些也有利于增大其热容量，但试验表明，壁厚由ll mm增至20 mm时，摩擦表面的平均最高温度变化并不大。一般铸造制动鼓的壁厚：轿车为7mm12mm；中、重型载货汽车为13mm18mm。制动鼓在闭口一侧外缘可开小孔，用于检查制动器间隙。本次设计采用的材料是HT20-40。6、制动蹄制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车的约为3mm5mm；货车的约为5mm8mm。摩擦衬片的厚度，轿车多为45mm5mm；货车多为8mm以上。衬片可铆接或粘贴在制动蹄上，粘贴的允许其磨损厚度较大，使用寿命增长，但不易更换衬片；铆接的噪声较小。本次制动蹄采用的材料为HT200。7、制动底板制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制功底板承受着制动器工作时的制动反力矩，因此它应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成形的制动底板均只有凹凸起伏的形状。重型汽车则采用可联铸铁KTH37012的制动底板。刚度不足会使制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀。本次设计采用45号钢。8、制动蹄的支承二自由度制动筛的支承，结构简单，并能使制动蹄相对制动鼓自行定位。为了使具有支承销的一个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，应使支承位置可调。例如采用偏心支承销或偏心轮。支承销由45号钢制造并高频淬火。其支座为可锻铸铁(KTH37012)或球墨铸铁(QT40018)件。青铜偏心轮可保持制动蹄腹板上的支承孔的完好性并防止这些零件的腐蚀磨损。具有长支承销的支承能可靠地保持制动蹄的正确安装位置，避免侧向偏摆。有时在制动底板上附加一压紧装置，使制动蹄中部靠向制动底板，而在轮缸活塞顶块上或在张开机构调整推杆端部开槽供制动蹄腹板张开端插入，以保持制动蹄的正确位置。9、制动轮缸制功轮缸为液压制动系采用的活塞式制动蹄张开机构，其结构简单，在车轮制动器中布置方便。轮缸的缸体由灰铸铁HT250制成。其缸简为通孔，需镗磨。活塞由铝合金制造。活塞外端压有钢制的开槽顶块，以支承插人槽中的制动蹄腹板端部或端部接头。轮缸的工作腔由装在活塞上的橡胶密封圈或靠在活塞内端面处的橡胶皮碗密封。多数制动轮缸有两个等直径活塞；少数有四个等直径活塞；双领路式制动器的两蹄则各用一个单活塞制动轮缸推动。本次设计采用的是HT250。液压制动驱动机构的设计计算后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算根据公式 （4-1）式中：p考虑到制动力调节装置作用下的轮缸或灌录液压，p=8Mp12Mp.取p=10Mp查Santana2000轿车使用与维护手册得P=7065N=30mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此轮缸直径为30mm。一个轮缸的工作容积根据公式 （4-2）式中：一个轮缸活塞的直径；n 轮缸活塞的数目；一个轮缸完全制动时的行程：初步设计时可取2mm-2.5mm=2mm消除制动蹄与制动鼓间的间隙所需的轮缸活塞行程。由于摩擦衬片变形而引起的轮缸活塞。，分别为鼓式制动器的变形与制动鼓的变形而引起的轮缸活塞行程。得一个轮缸的工作容积=2826mm前轮盘式制动器液压驱动机构计算1、前轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算根据公式 （4-4）式中：p考虑到制动力调节装置作用下的轮缸或灌录液压，p=8Mp12Mp.取p=10Mp查Santana2000轿车使用与维护手册得P=19625N得=50mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此轮缸直径为50mm。一个轮缸的工作容积根据公式 （4-5）式中：一个轮缸活塞的直径；n 轮缸活塞的数目；一个轮缸完全制动时的行程：取=2mm消除制动蹄与制动鼓间的间隙所需的轮缸活塞行程。由于摩擦衬片变形而引起的轮缸活塞。，分别为鼓式制动器的变形与制动鼓的变形而引起的轮缸活塞行程。得一个轮缸的工作容积=3925mm全部轮缸的工作容积根据公式 （4-6）式中：m轮缸的数目；V=2V+2V=22826+23925=13502mm制动主缸与工作容积设计计算制动主缸应有的工作容积式中：V全部轮缸的总的工作容积；制动软管在掖压下变形而引起的容积增量；V=13502mm轿车的制动主缸的工作容积可取为=1.1V=1.113502=14852.2 mm主缸直径和活塞行程S根据公式： （4-7）一般S=(0.8-1.2)d取S= d得=26.65mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此主缸直径为28mm。=28mm制动踏板力与踏板行程制动踏板力根据公式： （4-8）式中：制动主缸活塞直径；P制动管路的液压；制动踏板机构传动比；取=4制动踏板机构及制动主缸的机械效率，可取=0.850.95。取=0.9根据上式得：=1710N500N-700N所以需要加装真空助力器。式中： ：真空助力比，取4。=1710/4=427.5N500N-700N所以符合要求制动踏板工作行程 （4-9）式中：主缸推杆与活塞的间隙，一般取1.52mm；取=2mm主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的极限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所经过的行程；根据上式得：=128mm150mm符合设计要求。制动性能分析任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两部分组成。汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。5.1 制动性能评价指标汽车制动性能主要由以下三个方面来评价：1）制动效能，即制动距离和制动减速度；2）制动效能的稳定性，即抗衰退性能；3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力的性能。5.2 制动效能制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。制动效能是制动性能中最基本的评价指标。制动距离越小，制动减速度越大，汽车的制动效能就越好。5.3 制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要指的是抗热衰性能。汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷态时的制动效能，已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。5.4 制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力。则汽车将偏离原来的路径。制动过程中汽车维持直线行驶，或按预定弯道行驶的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的包括制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力三种情况。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，汽车将偏离给定的行驶路径。因此，常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价汽车制动时的方向稳定性，对制动距离和制动减速度两指标测试时都要求了其试验通道的宽度。方向稳定性是从制动跑偏、侧滑以及失去转向能力等方面考验。制动跑偏的原因有两个1）汽车左右车轮，特别是转向轴左右车轮制动器制动力不相等。2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）前者是由于制动调整误差造成的，是非系统的。而后者是属于系统性误差。侧滑是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。最危险的情况是在高速制动时后轴发生侧滑。防止后轴发生侧滑应使前后轴同时抱死或前轴先抱死后轴始终不抱死。理论上分析